Nauczanie zdalne z robotem Photon + MS Teams

Kiedy w marcu zdecydowano o prowadzeniu lekcji szkolnych w systemie zdalnym, zaczęliśmy zastanawiać się, jak w tego typu zajęciach wykorzystać ulubionego robota naszych uczniów. Nie mają przecież do dyspozycji szkolnych robotów w domu. Szybko doszliśmy do wniosku, że tak naprawdę nawet w szkole, prowadząc lekcję z wykorzystaniem robotów, programowaliśmy je zdalnie.

Roboty Photon są połączone z komputerami i tabletami za pomocą technologii Bluetooth. Aby umożliwić więc dzieciom ich wykorzystanie podczas lekcji online, pozostało nam tak naprawdę wydłużyć ten zasięg. W artykule tym chciałbym podzielić się sposobem na to, jak możemy wykorzystać robota Photon podczas lekcji zdalnych, umożliwiając dzieciom programowanie go z komputerów domowych.

Jak nauczać zdalnie z wykorzystaniem robota Photon?

Aby stworzyć środowisko, pozwalające na takie właśnie zdalne operacje, potrzeba dwóch istotnych elementów. Pierwszym z nich jest tunel, który pozwala na programowanie robota bezpośrednio z komputera ucznia, poprzez komputer nauczyciela (do niego podłączony jest robot Photon). Drugim natomiast jest zorganizowanie pewnego rodzaju monitoringu. Dołączenie kamery umożliwia przekazanie obrazu otoczenia robota Photon, a także kontrolę nad aktualnym działaniem robota.

Dzięki testom odkryliśmy, że najlepiej wszystkie te elementy można połączyć, korzystając z platformy Microsoft Teams. Za jej pomocą możemy zarówno udostępnić uczniom ekran, jak i przekazać kontrolę nad naszym komputerem, umożliwiając sterowanie robotem. Za pomocą dodatkowego konta istnieje też możliwość przekazania obrazu z kamery, która znajduje się w otoczeniu robota. Dobrze więc, by przed lekcją poprosić szkolnego administratora systemu Microsoft Office 365 o utworzenie dodatkowego, darmowego konta, np. Photon-obraz i dołączenie go do obszaru (grupy/kanału), w którym odbywać się będzie spotkanie.

Schemat zdalnego łączenia się z uczniami:

1. Do komputera, za pomocą adaptera Magic Dongle i aplikacji Photon Magic Bridge, podłącz robota Photon.
2. Za pomocą MS Teams rozpoczynij spotkanie w wyznaczonym do tego celu obszarze (grupa/klasa).
3. Za pomocą tabletu/smartfona zalogowanego jako konto „Photon-obraz” dołącza do tego samego spotkania.
4. Udostępnienie uczniom dwóch ekranów: z Photon Magic Bridge oraz z konta „Photon-obraz”.
   • Uczniowie za pomocą opcji „przypnij” mogą dowolnie wybierać jeden z tych dwóch ekranów.
5. Za pomocą opcji „Przekaż kontrolę”, przekazujemy kontrolę nad ekranem nauczyciela po kolei uczniom.
6. Oni, za pomocą własnego komputera, mogą kontrolować działanie robota.
   • Programują robota poprzez aplikację uruchomioną wcześniej przez nauczyciela.

Jak pokazać uczniom działanie robota (Photon-obraz)?

Zdalne połączenie pozwoliło nam na odkrycie wielu nowych możliwości w edukacji z wykorzystaniem robota Photon. Po pierwsze, kamera którą umieścimy w okolicy robota, może być ustawiona na cztery różne sposoby.

Pierwsza opcja

FPV (First Person View). Korzystając z dodatkowych elementów, kamerę możemy ustawić bezpośrednio na robocie, w taki sposób, aby kierujący czy też programujący widział dokładnie to, co znajduje się przed robotem. Obraz ten świetnie sprawdza się przy zabawach związanych z nauką zdalnego sterowania i poszukiwaniem różnych elementów w okolicy robota.

Druga opcja

Pozycja kierowcy – nasza kamera jest ustawiona w taki sposób, że widzimy część robota – jego głowę i czułka. Jest to punkt odniesienia wobec tego, co jest dookoła i pozwala lepiej oszacować odległość pomiędzy robotem a przeszkodą.

Trzecia opcja

Kamera ustawiona na stałe na ziemi, na poziomie robota. Pozwala na obserwację zachowań robota np. podczas realizowania prostych programów, wykorzystujących również czujniki robota Photon.

Ostatnia propozycja

Złapanie przez nauczyciela kamery w dłoń i skierowanie jej z góry na otoczenie robota – „widok z lotu ptaka”. Jest to uniwersalne rozwiązanie, gdzie nauczyciel może również wesprzeć ucznia, wskazując mu np. drogę.

Nauczanie zdalne z robotem Photon wspiera umiejętność pracy zespołowej

Kolejną ciekawą opcją, która pojawiła się podczas zdalnych zajęć z robotem był fakt, że osoba, która pisze program lub steruje robotem Photon, nie jest w stanie jednocześnie  obserwować za pomocą kamer robota i jego otoczenia. Albo widzi panel programu, albo obraz z kamery. Takie działanie umożliwiło nam rozwijanie umiejętności pracy zespołowej.

Programista odpowiada za tworzenie programu, ale potrzebuje nawigatorów. Oni informują o tym, jak zachowuje się robot, w jakim kierunku zmierza. Niemniej jednak, nawigatorzy nie ruszą robotem bez programisty. Uczniowie nie widzieli również siebie – przestały więc działać komunikaty: „skręć tutaj, teraz tam”. Nie mogli rękami wskazać kierunków. Musieli zacząć używać jasnego, prostego i precyzyjnego przekazu – „skręć w lewo”, „teraz jedź prosto”, „przesuń się o x cm do przodu”.

Nauczanie zdalne z robotem Photon – od czego zacząć?

Kiedy już wprowadzimy uczniów w świat zdalnego łączenia z robotem, pora na zabawę i programowanie. Najlepiej zacząć najprościej, od ćwiczeń z interfejsem Joystick i zwykłego sterowania robotem Photon. Świetnie na początku sprawdzają się proste poszukiwania przedmiotów w otoczeniu. Rozmieszczamy kilka elementów i prosimy, by uczniowie je znaleźli, czyli podjechali robotem do nich na tyle blisko, by były widoczne na kamerze. Już to zadanie, czyli sterowanie robotem w domu nauczyciela, jest dla uczniów niesamowitą frajdą.

Świetną zabawą jest też turlanie piłeczki do celu (oczywiście poprzez zdalne sterowanie robotem Photon). Kolejnym świetnym ćwiczeniem jest tworzenie toru przeszkód, labiryntów – na przykład z wykorzystaniem dodatkowych klocków. Zadania takie można prowadzić w formie wyzwań, po kolei w kilku grupach, na czas.

Podstawa programowa klas IV-VI – Smart Home

Programowanie zdalne to też świetny sposób na wykorzystanie czujników robota Photon do tego, by porozmawiać o inteligentnym domu. Wszak jest to element realizacji podstawy programowej w klasach IV- VI. Aby urealnić zadania związane ze „smart home”, dobrze jest zbudować dla robota właśnie taki prosty dom. Można to zrobić z klocków, lub po prostu ze zwykłego kartonu.

Czujnik światła

Robot Photon – jego czujniki i światła – w programowaniu zdalnym świetnie ukazuje realia zdalnego sterowania domem. Na samym początku uczniowie mogą zapalać światła w tym domu (oczy i antenki). Mogą to zrobić w dowolnej chwili (interfejs Joystick), lub wykonać program do zapalania świateł w domu o zmierzchu. Jest to też świetna okazja do tego, by porozmawiać o bezpieczeństwie, czy nawet o komforcie podjazdu pod oświetlony dom.

Czujnik dźwięku

Za pomocą czujnika dźwięku można stworzyć prosty alarm w naszym photonowym domu. Co więcej, umieszczając w pobliżu robota głośnik, uczniowie mają możliwość zdalnego uruchamiania robota głosem, właśnie wykorzystując ten sam czujnik dźwięku. To świetna okazja, by stworzyć namiastkę komend głosowych i zobrazować jednocześnie, że zdalnie przekazany dźwięk może również sterować elementami inteligentnego domu.

Czujniki interaktywne

Największą atrakcją jest jednak programowanie czujników z informacją zwrotną za pomocą programu Scratch. Korzystając z czujnika odległości, można stworzyć program, który informuje o tym, że zbliża się włamywacz. Kiedy złodziej jest blisko, robot wysyła informacje za pomocą programu Scratch (np. scena w programie Scratch zmienia się wtedy na kolor czerwony, a duszek wysyła informacje „Złodziej!”). Można też prościej, np. w interfejsie Blocks tworząc prosty program – jeżeli złodziej jest blisko, wydaj sygnał alarmowy.

Praca grupowa z robotem Photon

Jednym z elementów, który mógłby wydawać się tu problematyczny jest fakt, że tak naprawdę jedna osoba steruje robotem a reszta patrzy, obserwuje. Dlatego warto, by tworzone zadania, poprzedzające sterowanie robotem, pozwalały właśnie na zaangażowanie wszystkich uczniów i pracę w grupach. Można do tego wykorzystać np. sieciowe tablice interaktywne, które pozwalają  na wspólne ułożenie programu przez wielu użytkowników na jednej tablicy.

Korzyści zdalnego nauczania z robotem Photon

Zajęcia robotyki i programowania w ramach edukacji zdalnej otwierają przed nami nowe możliwości. Uczniowie mogę doświadczyć:

• Jak realnie wygląda wspólna, zdalna praca nad tworzeniem programów i rozwiązań.
• Jak wygląda zdalne sterowanie inteligentnymi domami, dronami, czy też całymi fabrykami.
• Możliwości technologii internetowej, która sprawia, że odległość nie ma znaczenia.

Czy warto organizować uczniom takie zdalne zajęcia z robotem Photon?

Na pewno warto spróbować!

Artykuł powstał na bazie doświadczeń z prowadzenia zajęć zdalnych w jednej z katowickich szkół podstawowych. Więcej na ten temat możesz dowiedzieć się, oglądając webinarium poświęcone Edukacji zdalnej z robotem Photon.

Możesz też zorganizować podobne warsztaty dla swoich uczniów. Skorzystaj z gotowych scenariuszy, wprowadzających uczniów w tematykę „smart home”.

1. Smart Home z robotem Photon – zdalne sterowanie oświetleniem budynku
2. Smart Home z robotem Photon – zdalne dźwięki audio i włamywacze
3. Smart Home z robotem Photon – czujnik podczerwieni

Sebastian Pontus, autor tekstu